位操作笔记

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位运算

提示：这里可以添加本文要记录的大概内容：

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一、按位与 “&”

11=1，10=0，0*0=0

通常用来将某变量中的某些位清0且调试保留其他位不变。也可以用来获取某变量中的某一位。

例如，如果需要将int型变量n的低8位全置成0，而其余位不变，则可以执行：
n &= 0xFFFFFF00；

如何判断一个int型变量n的第7位（从右往左，从0开始数）是否是1？
只需看表达式“n & 0x80”的值是否等于0x80即可。

0x80:1000 1000

二、按位或 “|”

1+1=1，1+0=1，0+0=0

21 | 18 = 23，因为：
21：0001 0101
18：0001 0010
21 | 18：0001 0111

通常用来将变量中的某些位置1且保留其他位不变。

例如，如果需要将int型变量n的低8位全置成1，而其余位不变，则可以执行：

n |= 0xFF;

0xFF：1111 1111

三、按位异或 “^”

不同为1，相同为0

将参与运算的两操作数各对应的二进制位进行异或操作，即只有对应的两个二进制不相同时，结果的对应二进制位才是1，否则为0。

21：0001 0101
18：0001 0010
21^18：0000 0111

按位异或运算通常用来将某变量中的某些位取反,且保留其他位不变。

例如，如果需要将int型变量n的低8位取反，而其余位不变，则可以执行：

n ^= 0xFF；

0xFF：1111 1111

异或运算的特点是：

如果 a ^ b = c，那么就有 c ^ b = a以及 c ^ a =b。（穷举法可证）

此规律可以用来进行最简单的加密和解密。

另外异或运算还能实现不通过临时变量，就能交换两个变量的值：

int a = 5，b = 7；
a = a ^ b；
b = b ^ a；
a = a ^ b；
即实现a，b值交换。穷举法可证。

四、按位非 “~”

按位非运算符 ”~“ 是单目运算符。其功能是将操作数中的二进制位0变成1，1变成0。

例如，表达式 ”~21“的值是整型数 0xFFFFFFEA；
21：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0101
~21：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1010

五、左移运算符 “<<”

表达式：
a << b 的值是：将a各二进制全部左移b位后得到的值。左移时，高位丢弃，低位补0。a的值不因运算而改变。

例如：9 << 4

9的二进制形式：

0000 1001

因此，表达式“9 << 4”的值，就是将上面的二进制数左移4位，得：
1001 0000

即为十进制的144。

实际上，左移1位，就等于是乘以2，左移n位，就等于是乘以2^n。而且左移操作比乘法操作快得多。

六、右移运算符 “>>”

表达式：a >> b 的值是 将a各二进位全部右移b位后得到的值。右移时，移出最右边的位就被丢弃。a 的值不因运算而改变。

对于有符号数，如long,int,short, char类型变量，在右移时，符号位（即最高位）将一起移动，并且大多数C/C++编译器规定，如果原符号位为1，则右移时高位就补充1，原符号位为0，则右移时高位就补充0。

实际上，右移n位，就相当于左操作数除以2^n，并且将结果往小取整。（也就是取整函数y= [x],不超过实数x的最大整数称为x的整数部分）

-25 >> 4 = -2
-2 >> 4 = -1
18 >> 4 = 1

总结